JP2017512154A - シートベルトプリテンショナー - Google Patents

Abstract

シートベルトプリテンショナーは第１の管状物及び第２の物体を少なくとも備えており、前記第２の物体と前記第１の管状物とが伸縮移動可能に係合することで、密封がほぼ維持され且つガスの体積を可変させるチャンバを提供する。ガス発生器は、前記第１の管状物に固定されてもよく、前記第２の物体に固定されてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の衝突時にシートベルトを引っ張るための自動車のシートベルトプリテンショナー装置に関する。
本願は、出願番号がＵＳ６１／９６７，１３９であるＵＳＰＴＯ出願に基づき優先権を主張する。

自動車が衝突事故にあった時に、自動車シートにおけるシートベルト拘束システムは乗客への傷害の軽減上で重要な役割を果たしている。一般的には「三段式」と呼ばれるシートベルトは、常に腹部ベルト（ｌａｐ ｂｅｌｔ）及び肩部ベルト（ｓｈｏｕｌｄｅｒ ｂｅｌｔ）を備えており、腹部ベルトは寛骨部を横に掛け渡し、肩部ベルトは乗客の上体を斜めに掛け渡す。両者は、留め具によって連結されてもよく、連続的なシートベルトのウェビングがお互いに接続する両部分であってもよい。前記腹部ベルト及び肩部ベルトはアンカー部材によって自動車構造体上に連結される。通常、シートベルトはウェビングを収納できる巻き取り装置を有する。また、巻き取り装置は、衝突が発生したとき、ウェビングへの引張荷重を制御することができる。

乗客によって手動で緩められるシートベルト拘束システムは、常に、アンカー部材によって自動車の車体構造体上に連結されるバックルベースを備える。ウェビングに連結されるラッチをバックルベースに収納することで、シートベルトシステムが装着状態になる。それにラッチをバックルベースから解除すると、乗客が該自動車に進出しやすくなる。シートベルトが装着されるので、衝突の時、関連乗客を効果的に保護することができる。

シートベルト拘束システムにおいて、プリテンショナー装置を備えたものがある。該装置は衝突が発生しようとするときにシートベルトを引き締め（予め引き締めとも呼ばれる）、あるいは、衝突の発生を感知し始めるときにシートベルトを引っ張ることで乗客を拘束する性能を高めることができる。該プリテンショナー装置はウェビングによる緩み隙間をなくすことに用いられ、衝突の初めに、該シートベルト拘束システムを乗客に合わせることができる。発生しようとする衝突またはロールオーバーへ導く状況を検知する場合、またはロールォ-バーが既に発生された場合、シートベルトウェビングは、乗客に対してシートベルトを引っ張るように、自動的に且つ強力的にプリテンショナー装置に引き締められる。

このような装置の一種としては、パイロ式リニアプリテンショナー（単にＰＬＰと称する）であり、このようなアプリテンショナーは、さらにトシートベルトバックルに連結されるパイロ式バックルプリテンショナー（ＰＢＰ）に製造されることができる。前記各種のＰＬＰは、ウェビングの一部又はシートベルトのエンドピースに連結されることができる。上記プリテンショナーは、いずれもシートベルトシステムのある部品を線形的に引っ張ることで、関連ウェビングに引張力を加えることができるため、ＰＬＰ及びＰＢＰがＰＬＰと総称されることができる。各種のＰＬＰ及びＰＢＰの設計の例については、米国特許６０６８６６４及び７８２３９２４を参照する。本願においてこの二つの特許を先行技術文献として参照される。典型的なＰＬＰには、一般的に火工品が装填される。衝突が発生したとき、この火工品が点火されると、高圧ガスが生成される。このガスがパイプ内おけるガス室において圧力を発生させることによって、パイプ内におけるピストンを下へ押すことができる。このピストンは、一本の鋼線又はテープを介してシートベルトシステムに連結される。このピストンによるストローク運動によって、乗客に対してシートベルトを引っ張り、つまり予め締め付けることができる。

ピストンによるストロークを利用し、鋼線によってシートベルトウェビングの一端を収縮させるようなＰＬＰ設計の限界としては、このような装置の装着位置がシートベルトのバックル側のみに限られることが知られている。これはシートベルトの他側が軸筒に巻き付かれるためである。また、鋼線を引き締めるように、鋼線はピストンに連結されて膨張ガス室に引き込まれることが必要である。従って、ガス室と可撓性のある鋼線との間における隙間への密封は難題となる。引き動かされて密封体を貫通する鋼線による摩擦力を相殺するために、より大きい摩擦力が必要となる。なお、鋼線がガス室に入る箇所が潜在的なガス漏れ通路が形成される。ガスがこの装置から乗客室に漏れると、プリテンショナーの効率を低下させるとともに、燃焼による副産物を含むため、乗客に悪影響を与えてしまうことがある。

上記の主な欠点として、通常、より大量なガスを生成して、上記ピストンのストロークを十分にすることを保証することによって、シートベルトの隙間による緩みをなくさせる。ピストンがシートベルトの緩み隙間に対応して十分なストロークを移動するように、十分な長さのあるガス室は必要となる。したがって、上記リニアプリテンショナー装置の全ての機能がＰＬＰ装置を大型化且つ複雑化にさせてしまう。

特許ＵＳ８５２８９８７においては、上記鋼線を不要として前記欠陥の一部を克服できるより良い概念が提案された。しかしこのような技術またはその他の既知の先行技術においてもピストンのスペースをより効果的に利用されることができない。すなわち、このような技術を実施した装置は、軸方向の寸法が、発生器のリニア長さとピストンのリニア長さとピストン（またはいわゆる駆動外輪郭体）のストロークとの加算したものよりも小さくはない。

その他の従来技術の欠点としては、いわゆる一方向クラッチを使用する必要がある。該一方向クラッチは、精度が高い製造が必要となるので、コストが高くなってしまう。

本発明のシートベルトプリテンショナーは少なくとも第１の管状物及び第２の物体を備えており、前記第２の物体及び前記第１の管状物が伸縮移動可能に係合することで密封がほぼ維持され且つガスの体積(エア空間)が可変させるチャンバを提供する。ガス発生器が前記第１の管状物に固定されてもよく、前記第２の物体に固定されてもよい。より詳しい内容については本明細書の具体的な実施形態を参照する。

本発明の好ましい実施例による通常の斜視図である。 好ましい実施例による断面図である。 好ましい実施例による分解図である。 好ましい実施例が十分に駆動された後の図面である。 好ましい実施例が十分に駆動された後Ｙ−Ｚ平面に沿う断面図である。 好ましい実施例が十分に駆動され後Ｘ−Ｚ平面に沿う断面図である。 第二実施例による斜視図である。 第二実施例による分解図である。 第三実施例による斜視図である。 第四実施例による斜視図である。 第五実施例による斜視図である。 駆動部材で発生器を横方向に配置させるような構造を示す。 第六実施例による斜視図である。 第七実施例による斜視図である。 第八実施例による斜視図である。

図１は本発明のシートベルトプリテンショナー１０の好ましい実施例による斜視図である。該プリテンショナー１０は、台座１００と発生器１５０と駆動部材２００とを少なくとも備える。シートベルトプリテンショナー１０はロック装置４００をさらに備える。図２はシートベルトプリテンショナー１０のＹ−Ｚ断面に沿う断面図である。図３はシートベルトプリテンショナー１０の分解図である。

台座１００は、その軸方向に沿って上（即ち、図１〜図６の左下）から下への軸方向チャンバ１１０を有する。上記軸方向チャンバ１１０は壁体１１６に囲まれる。上記軸方向チャンバ１１０は、その頂部に肩部１１４を有する。上記台座１００は常に上記軸方向チャンバ１００に平行する補助通路１２０をすくなくとも一つ備える。上記台座１００は常に開穴１３０を少なくとも一つさらに有する。該開穴１３０は少なくとも一つの留め具１４０によってシート（図示せず）又は自動車の車体（図示せず）に連結される。上記台座１００は選択肢として開穴１２６を少なくとも一つ有する。次に該開穴１２６を利用してロック機能を実現することについて説明する。

図３に示すように、駆動部材２００は常に上記軸方向チャンバ１１０に対して伸縮摺動可能な駆動体２１０を有する。一般的なその他のピストン式の中実駆動体とは異なり、本駆動体２１０は一端が開口し、他端が密封された中空管状の「ピストン」である。上記駆動体２１０はチャンバ２１２を有する。該チャンバ２１２は、上記発生器１５０を保持して収容することに用いられる。より具体的には、上記発生器１５０は、駆動体２１０の脛部壁体２１４及び底部２１６によって収容される。上記駆動部材２００は、さらに横方向部位２０８と、少なくとも一つの補助管体２２０とを有する。該補助管体２２０は、上記補助通路１２０に接合することに用いられる。

発生器１５０は概念的には頂部１１２に完全に締め付けられる。具体的には、発生器１５０は、肩部１５２が上記軸方向チャンバ１１０の肩部１１４に接合されることができる。発生器１５０は、上記軸方向チャンバ１１０及びガス流路の唯一の出口である底部が、上記駆動部材２００の駆動体２１０によって密封される。上記駆動部材は上記軸方向チャンバ１１０の軸方向に沿って伸縮性のある出入り移動を行うことができる。この移動を行う際、気密状態をほぼ保証することができる。

換言すれば、上記台座１００と上記駆動部材２００と上記発生器１５０とは、その軸方向に沿って互いに重ね合わせることができる。上記発生器１５０は上記台座１００と上記駆動部材２００とによって囲まれたチャンバ内に位置する。上記発生器１５０は上記三つのうちで最も小さい径方向寸法を有しており、常に上記台座１００は上記駆動部材２００より径方向寸法が大きいが、上記駆動部材２００は上記台座１００より径方向寸法が大きくてもよい。

ウェビング５００は、駆動部材２００に連結され且つ上記駆動部材２００に直接駆動されて移動することができる。

本発明においては、ウェビング５００は、まず、横方向部材５０２及び二つのパッド５０４を介して台座１００の前面（裏面）に固定され、引き戻されて台座１００の底部を取り囲んで（駆動部材２００の横方向部位２０８の底部にも取り囲んで）から、裏面（前面）にＵターンされ、バックル端まで後ろへ伸ばされることがより好ましい。このような設置により、駆動部材２００は、ウェビング５００に直接固定されず、ウェビング５００に移動可能な滑車効果を生じるようである。駆動部材の下端は、移動可能な滑車の役割を果たす。従って、ウェビング主体のリニアストロークが駆動部材のストロークの約２倍（図４）である。

上記台座１００は、さらに開穴または開口１３０を有する。留め具１４０は、穴または開口１３０を介して上記台座１００をシート（図示せず）又は車両構造（図示せず）に直接に固定する。

図１と図４との比較および図２と図５との比較により、ウェビング５００の引っ張られる様子が示される。発生器１５０が点火された後、高圧ガスＧを生成すると、駆動部材２００は下へ所定距離Ｌだけを移動するように駆動される。これによって、Ｕ型部分の続きのウェビング主体は、約２Ｌの距離だけを移動するように駆動される。従って、図４及び図５に示すようにウェビングを引っ張る。

発生器１５０が点火された後、常にその底部１５６は、高圧ガスによって突き破られ、その脛部壁体１５４も顕著に膨張することもあることで、他の脛部壁体２１４へしっかり押し付ける。これにより上記駆動部材２００の伸縮運動を阻止または緩めることができる。

従って、上記発生器１５０の脛部壁体１５４と上記脛部壁体２１４との間に拘束管１５８を増設することができる。

上記台座１００と上記駆動部材２００との間にロック装置４００を増設してもよい。この好もしい実施例において、補助管体２２０におけるほぼ横方向になる開穴２２２内に、ピン４０２が嵌合（接合）される。上記ピン４０２は、補助管体２２０のチャンバから取り付けられるとともに、補助管体２２０のチャンバ内にばね４０４が取り付けられることで、ピン４０２の底部４０６が上記補助通路１２０の内壁面に接触するまで、ピン４０２を押しのけることができる。

駆動部材２００は駆動され且つ所定距離だけ伸ばされた後、上記ピン４０２は、上記補助通路１２０の開穴１２６に接合（嵌合）される。すなわち、肩部４０８が上記開穴２２２のエッジに接触するまで、上記ピン４０２がさらに前へ少しだけ移動する。上記ピン４０２が開穴１２６に接合（嵌合）されたとき、上記駆動部材２００は、台座１００にロックされる。これは、駆動部材２００が、外へ伸ばし続けたり、後へ戻したりすることができないことを意味する。この後戻り防止機能は、上記駆動部材２００が引っ張られた後、引っ張り状態が保持されることを保証することができる。

ロック装置４００は上記のように駆動部材に取り付けられてもよく、台座に取り付けられてもよい。この様子は、市販している従来技術をシートベルトの高度調整装置に用いられる応用とほぼ同じである。

上記駆動体２１０は、分離可能な形を有しており、留め具２１８及び横方向部位２０８を介して連結される。

上記横方向部位２０８に連結されるサブ側ピン５０８を増設してもよい。サブ側ピン５０８は、上記ウェビング５００のＵ型部分を受け止める機能があり、Ｕ型部分の緩みによる下垂（垂れ）を低減することに用いることができる。

上記発生器１５０が点火されたとき、花火が上記軸方向チャンバ１１０の頂部や底部いずれから噴出することを防止するために、上記ウェビング５００に隣接する部分に耐火コーティングを塗布してもよい。その他の方法として、ウェビング５００と本装置（シートベルトプリテンショナー）１０との間には、一枚の箔シートまたは薄い金属シートを増設することである。

本発明の第二実施例は、図７及び図８に示すように、好ましい実施例から構成要素を削除したものである。

この実施例によると、好ましい実施例における補助管体及び補助通路を不要してもよいことが分かる。

台座１００ａは、そのうちの開穴を介して、留め具（図示せず）によってシート又は自動車の構造体に固定される。上記発生器１５０は、拘束管１５８ａの中央に取り付けられた後、拘束管１５８ａとともに駆動部材２００ａの中間に詰まれて、一括して上記台座１００ａのチャンバ内に詰まれる。好ましい実施例と類似し、上記発生器１５０は上記台座１００ａの頂部に取り付けて固定される。

この実施例における拘束管１５８ａは、翼状部１６２ａを少なくとも一つ有する。

バッフル（ｒｅｔａｉｎｅｒ）１７０ａの内径は上記駆動部材２００ａの外径より少しだけ小さい。バッフル１７０ａは上記台座１００ａの底部に固定される。上記バッフル１７０ａは、発生器１５０の点火前に、上記駆動部材２００ａが必要以上の移動が発生しないことを保証するためのものである。上記駆動部材２００ａのチャンバ２１２ａ頂部の直径は、上記駆動部材２００ａにおけるその他の部分の直径より顕著に大きい。

発生器が一旦点火され、上記駆動部材２００ａは、１７０ａによる限界のある抵抗を克服し、その後チャンバ２１２ａの頂部が上記バッフル１７０ａに阻止されるまで下へ伸ばし続ける。駆動部材２００ａが限界位置に到着する前に、上記チャンバ２１２ａは既に上記翼状部位１６２ａから完全に滑り出すとともに、上記翼状部１６２ａは、そのエッジが上記台座１００ａの内壁に接触するまで外へ反り変形する。

上記ウェビング５００Ａ主体部分が上へ運動するに従い上記駆動部材２００ａが引き戻される（自動車内の乗客が前方へ移動することを伝達する）とき、上記チャンバ２１２ａは、そのエッジが上記翼状部位１６２ａのエッジに阻止されるまで、上へ移動しなければならない。

この実施例において、上記ウェビング５００ａは、狭くなった端部５１０ａを有する。このように本発明の横寸法を削減することができる（幅変更のウェビングの加工方法については、ＵＳ４６４０３１７を参照）。

図９は本発明の第三実施例を示す。第三実施例は、台座１００ｂと駆動部材２００ｂと発生器１５０（常にウェビング５００ａが巻き取り装置に属し一般的なベルトアセンブリを構成する）との三つの基本要素のみを有する。この実施例によると、台座と駆動部材とのどちらも必ずしも円管型（ここでは矩形管）であるとは限らないことが分かる。

図１０は本発明の第四実施例による平面図を示す。駆動部材は「相対的に比較的小さい伸ばし部材”ではなく、「相対的に比較的大きい伸ばし部材」である。上記のいくつかの実施例において台座と駆動部材との相互関係を逆置換することを想定すれば、即ち本実施例において「新しい」駆動部材２００ｃは、台座１００ｃの伸ばし部分を収容することができる。上記台座１００ｃはその伸ばし部分外の部分に一つ又は複数の開穴１３０ｃを有する。該開穴１３０ｃは、シート又は自動車の構造一部を固定することに用いられる。

図１１に示すような第五実施例において、上記発生器１５０が上記駆動部品２００ｄに対して横方向に取り付けられる。図１２はそのうちの駆動部材２００ｄの断面図を示す。

図１３は第六実施例を示す。その狭くなった端部５１０ａが普通の鋼線に差し替えられ、かつ５１０ｂは機械的なコネクタ５２０ｂを介して普通のウェビング５００に連結される。この実施例において、駆動部材２００またはその変形体は、まず、５１０ｂを引き下げ、次に上記ウェビング５００の主体部分を引っ張る。

図１４は第七実施例を示す。本発明は、巻き取り装置６００のメインプリテンショナーとして応用され、巻き取り装置の滑車６２０に連結される軸筒である回転子６１０を回転させることに用いられる。鋼線５１０ｃの端部５１２ｃは上記滑車６２０の縁辺に連結される。上記駆動部材２００ａが下に押されるとき、上記滑車６２０及び上記軸筒６１０は強制的に回転されてウェビング（図示せず）を引っ張る。ここでは、常にウェビングの胸部分（肩部ベルトと省略）が引っ張られる。

図１３は本発明が第二プリテンショナー即ち端片プリテンショナーとして一般的なシートベルト装置の巻き取り装置６００に事前に固定されている。したがって、本第二プリテンショナーは、巻き取り装置６００とともに自動車に取り付けられることができる。

さらに言えば、図１４における鋼線５１０ｃと５１０ｂとが同一のプリテンショナー１０に押されることができる。すなわち、ただ本発明のような単一装置でメインプリテンショナー（肩ベルトに対するもの）と第二プリテンショナー（腹ベルトに対するもの）とを兼用することができる。

本発明は、一般的なシートベルトのバックルベースに用いられてもよい（この場合、コネクタ５２０ｂが一般的なバックルベースに差し替えられる）。

図１５は本発明を実施するその他のものである第八実施例を示す。

本実施例は、台座１００ａと駆動部材２００ａと鋼線５１０ｂとコネクタ５２０ｂとウェビング５００とを有する。取り付け方式は、他の従来技術（例えば、管体または台座は、これらの従来技術のものよりもかなり短くなるＵＳ７１１８１３２Ｂ２、８１３２８２９Ｂ２など）と同じである。本発明の装置１０は開穴１３０ａを介してシートまたは自動車の構造に固定される。鋼線５１０ｂは自在端が前記１００ａにおいて下へ寄せる側に固定される。続いて鋼線５１０ｂは、Ｕターンして前記駆動部材２００ａを包み止め、さらに、鋼線案内部材１４２に沿って前へ引かれ、その後、コネクタ５２０ｂを介してウェビング５００に連結される。

Claims (8)

1. 自動車のシートベルトを引っ張るためのシートベルトプリテンショナーであって、台座と、駆動部材と、発生器とを含むことを特徴するシートベルトプリテンショナー。
2. 前記台座と前記駆動部材とは縦長のキャビティをそれぞれ備え、前記台座と前記駆動部とが各自長手方向軸線沿って伸縮移動して可変チャンバを形成することができ、前記発生器が前記可変チャンバ内に位置することを特徴とする請求項１に記載のシートベルトプリテンショナー。
3. 前記台座と前記駆動部材との間に位置し、前記駆動部材の伸縮移動を阻止することに用いられるロック装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシートベルトプリテンショナー。
4. さらにウェビングを備え、前記ウェビングは、第一端が前記台座の一端に連結され、第二端がＵターンして前記台座の他端をまたぎ越えて、さらに前記駆動部材をまたぎ越えた後、シートベルトシステムのバックル側に案内されることを特徴とする請求項１に記載のシートベルトプリテンショナー。
5. さらに、拘束部材を備え、
   前記発生器の径方向を収容するように、より大きい径法を有するを特徴とする請求項１に記載のシートベルトプリテンショナー。
6. 前記拘束部材は、その端部に弾性のある翼部を有することを特徴とする請求項５に記載のシートベルトプリテンショナー。
7. さらに、幅が変化可能なウェビングを備えることを特徴とする請求項１に記載のシートベルトプリテンショナー。
8. 自動車用シートベルトにおける緩み隙間を制限するためのシートベルトプリテンショナーであって、
   第１の管状物と、
   前記第１の管状物とともに伸縮移動可能な第２の物体と、
   前記第１の管状物と前記第２の物体とによって収容され、気密性を維持しながらエア空間を可変にできるチャンバと、
   第１の管状物又は第２の物体に連結されるガス発生器と
   を備えることを特徴とするシートベルトプリテンショナー。
   

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